• 한국항행학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.23-28
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• 2016

본 논문에서는 한반도 지역에서 SBAS (satellite based augmentation system) 대류층 지연 보정 모델의 정확도 성능을 검증하였다. 정확도 분석을 위한 대류층 지연량 참값으로 IGS (International GNSS Service)에서 제공하는 정밀 대류층 천정 지연량인 ZPD(zenith path delay) 데이터를 활용하였다. 그리고 대표적인 대류층 지연 모델인 Saastamoinen 모델 및 Hopfield 모델과 성능을 비교하였다. 그 결과 SBAS 대류층 지연 보정 모델의 잔여 오차는 약 50 mm 수준으로, Saastamoinen 모델 및 Hopfield 모델보다 성능이 떨어졌다. 이 대류층 지연 모델에 의한 잔여오차는 SBAS 정확도 요구조건에는 문제가 없지만, 사용자 측위 성능에는 영향을 미칠 수 있다. 만약 한반도 기상 환경에 적합하도록 SBAS 대류층 보정 모델의 기상 파라미터를 수정한다면, 더 좋은 성능의 SBAS 서비스를 한반도에 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제3권1호
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• pp.17-23
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• 2014

Satellite Based Augmentation Systems (SBAS) provide ionospheric corrections at geographically five degree-spaced Ionospheric Grid Points (IGPs) and confidence bounds, called Grid Ionospheric Vertical Errors (GIVEs), on the error of those corrections. Since the ionosphere is one of the largest error sources which may threaten the safety of a single frequency Global Navigation Satellite System (GNSS) user, the ionospheric correction and integrity bound algorithm is essential for the development of SBAS. The current single frequency based SBAS, already deployed or being developed, implement the ionospheric correction and error bounding algorithm of the Wide Area Augmentation System (WAAS) developed for use in the United States. However, the ionospheric condition is different for each region and it could greatly degrade the performance of SBAS if its regional characteristics are not properly treated. Therefore, this paper discusses key factors that should be taken into consideration in the development of the ionospheric correction and integrity bound algorithm optimized for the Korean SBAS. The main elements of the conventional GIVE monitor algorithm are firstly reviewed. Then, this paper suggests several areas which should be investigated to improve the availability of the Korean SBAS by decreasing the GIVE value.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제7권4호
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• pp.277-284
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• 2018

The Satellite-based Augmentation System (SBAS), as a safety critical system, should be verified on an ongoing basis to ensure the adequate performance. This study proposes two methods to evaluate the performance of SBAS satellite correction. Analysis methods based on precise ephemeris and measurement were applied to present an evaluation method for SBAS satellite correction, and a test was performed based on real data. The precise ephemeris-based analysis method had no limitations on the position of the test user and showed a high precision, enabling an accurate performance analysis in various positions. Although the measurement-based analysis method has the advantage of fast data interval, it showed a relatively lower accuracy due to the effects of various error factors. Compared with the precise ephemeris-based analysis method, there was a large difference of more than 5 m at the beginning of smoothing filter, and a difference less than 50 cm when filtered for more than an hour.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제8권2호
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• pp.59-68
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• 2019

This paper proposed a method to estimate the vertical delay from the slant delay, which can improve accuracy of the ionospheric correction of SBAS. Proposed method used Chapman profile which is a model for the vertical electron density distribution of the ionosphere. In the proposed method, we assumed that parameters of Chapman profile are given and the vertical ionospheric can be modeled with linear function. We also divided ionosphere into multi-layer. For the verification, we converted slant ionospheric delays to vertical ionospheric delays by using the proposed method and generated the ionospheric correction of SBAS with vertical delays. We used International Reference Ionosphere (IRI) model for the simulation to verification. As a result, the accuracy of ionospheric correction from proposed method has been improved for 17.3% in daytime, 10.2% in evening, 2.1% in nighttime, compared with correction from thin shell model. Finally, we verified the method in the SBAS user domain, by comparing slant ionospheric delays of users. Using the proposed method, root mean square value of slant delay error decreased for 23.6% and max error value decreased for 27.2%.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권4호
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• pp.372-382
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• 2009

자체 개발한 SBAS 보정정보 처리 프로그램을 이용하여 MSAS 궤도 보정정보의 정확도를 분석하고, MSAS 전리층 보정정보 대한 적도변이의 영향을 분석하였다. 또한 MSAS 보정정보의 일부분의 제거를 통해 보정정보의 수신지연으로 인한 정확도 저하와 그것이 Protection Level에 미치는 영향을 분석하였다. 그리고 국내에서 MSAS 보정정보를 이용하여 항공기 정밀접근 시 시스템의 무결성 및 가용성에 대해 분석했다.

• 한국항행학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.178-186
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• 2009

SBAS(Satellite Based Augmentation System) 시스템에서는 GNSS 사용자들의 위치 정확도 향상을 위해 위성궤도 및 시계보정정보를 제공하고 있는데, 본 논문에서는 이러한 보정정보의 정확도에 대해 분석하였다. IGS(International GNSS Service)에서 제공하는 GPS 위성의 정밀궤도력을 참값으로 가정하고, 그에 대한 오차를 이용하여 정확도를 분석/수행하였다. 이때 IGS 정밀궤도력과의 정확한 비교를 위해 GPS 위성에 대한 안테나 위상중심 편차와 P1-C1 편이를 고려하였다. SBAS 위성궤도 및 시계보정 정보로는 미국의 WAAS와 일본의 MSAS 보정정보를 이용하였다. 정확도 분석을 통해 SBAS에서 제공하는 위성궤도 보정정보와 위성시계 보정정보가 상당한 상관관계를 가지고 있음을 확인하였다. 또한 보정정보의 정확도는 SBAS 시스템의 지상 네트워크 크기와 위성의 궤적에 영향을 받는 것을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.237-244
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• 2019

SBAS는 실시간으로 사용자에게 GNSS 궤도 및 시계, 전리층 보정정보와 이에 대한 무결성정보를 제공하여 SBAS 사용 시 정밀한 위치추정이 가능하다. 각 국의 SBAS 개발 및 추가 지상관측소 설치로 SBAS 서비스 영역이 확대됨에 따라 2개의 SBAS 서비스 영역이 겹쳐 다중 SBAS 신호가 수신되는 영역이 존재하는데, 이에 대한 신호 선택 방법에 관한 연구는 진행되지 않았다. 이에 본 연구에서는 WAAS와 EGNOS 정보가 동시에 전송되는 영역에서 WAAS 정보 우선 사용 방법, EGNOS 정보 우선 사용 방법, 그리고 보정정보 오차 공분산 비교 선택 방법을 사용하여 저궤도위성에 SBAS 정보를 적용한 후 위치추정 결과를 비교하였다. WAAS 정보를 우선으로 사용할 때 3D 위치오차는 2.57 m로 가장 작았으며, 오차 공분산 비교 방법을 사용했을 경우에는 WAAS와 EGNOS의 관측소와 가장 먼 중첩 영역 중심에서 위치추정 정확도가 가장 높았다. EGNOS 정보를 우선 사용 시 중첩 영역의 EGNOS와 가까운 동쪽 지역에서 WAAS 우선 사용 방법보다 위치오차가 8% 더 작았다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.92-100
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• 2020

SBAS는 정지 궤도 위성을 이용하여 보정 정보와 GNSS 위성의 고장 유무 등을 메시지 형태로 전송하여 GNSS 항법 사용자의 정확성과 무결성, 가용성, 연속성을 보강하는 시스템이다. SBAS가 제공하는 보정 정보는 250 bps의 통신 속도로 제공되며, 의사거리 오차, 위성 궤도 오차, 위성 시계 오차, 이온층 지연 오차 등의 다수의 메시지 수신이 필요하다. 따라서 SBAS가 적용된 초기 위치 결정에는 기존 GNSS에 비해 많은 시간이 소요되며, 수신기 동작 초기부터 SBAS 보강 항법의 활용에는 어려움이 있다. 본 논문에서는 SBAS 초기 위치 결정 시간의 단축을 위한 A-SGNSS 운용 개념을 제안한다. 그리고 제안한 A-SGNSS의 효용성 검토 및 운용 시 필요한 최소 메시지 정보를 정리하였으며, 제안한 방안을 적용한 SBAS 초기 위치 결정 소요 시간을 분석 하였다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제5권4호
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• pp.181-191
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• 2016

A Satellite Based Augmentation System (SBAS) provides differential correction and integrity information through geostationary satellite to users in order to reduce Global Navigation Satellite System (GNSS)-related errors such as ionospheric delay and tropospheric delay, and satellite orbit and clock errors and calculate a protection level of the calculated location. A SBAS is a system, which has been set as an international standard by the International Civilian Aviation Organization (ICAO) to be utilized for safe operation of aircrafts. Currently, the Wide Area Augmentation System (WAAS) in the USA, the European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS) in Europe, MTSAT Satellite Augmentation System (MSAS) in Japan, and GPS-Aided Geo Augmented Navigation (GAGAN) are operated. The System for Differential Correction and Monitoring (SDCM) in Russia is now under construction and testing. All SBASs that are currently under operation including the WAAS in the USA provide correction and integrity information about the Global Positioning System (GPS) whereas the SDCM in Russia that started SBAS-related test services in Russia in recent years provides correction and integrity information about not only the GPS but also the GLONASS. Currently, LUCH-5A(PRN 140), LUCH-5B(PRN 125), and LUCH-5V(PRN 141) are assigned and used as geostationary satellites for the SDCM. Among them, PRN 140 satellite is now broadcasting SBAS test messages for SDCM test services. In particular, since messages broadcast by PRN 140 satellite are received in Korea as well, performance analysis on GPS/GLONASS Multi-Constellation SBAS using the SDCM can be possible. The present paper generated correction and integrity information about GPS and GLONASS using SDCM messages broadcast by the PRN 140 satellite, and performed analysis on GPS/GLONASS Multi-Constellation SBAS performance and APV-I availability by applying GPS and GLONASS observation data received from multiple reference stations, which were operated in the National Geographic Information Institute (NGII) for performance analysis on GPS/GLONASS Multi-Constellation SBAS according to user locations inside South Korea utilizing the above-calculated information.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제12권4호
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• pp.349-358
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• 2023

The Satellite-Based Augmentation System (SBAS) plays a significant role in the fields of aviation and navigation: it corrects signal errors of the Global Navigation Satellite System (GNSS) and provides integrity information to facilitate precise positioning. These SBAS systems have been adopted as international standards by the International Civil Aviation Organization (ICAO). In recent SBAS system design, the Minimum Operational Performance Standards (MOPS) defined by the Radio Technical Commission for Aeronautics (RTCA) must be followed. In October 2014, South Korea embarked on the development of a Korean GPS precision position correction system, referred to as Korea Augmentation Satellite System (KASS). The goal is to achieve APV-1 Standard of Service Level (SoL) service level and acquisition of CAT-1 test operating technology. The first satellite of KASS, KASS Prototype 1, was successfully launched from the Guiana Space Centre in South America on June 23, 2020. In December 2022 and June 2023, the first and second service signals of KASS were broadcasted, and full-scale KASS correction signal broadcasting is scheduled to start at the end of 2023. The aim of this study is to analyze the precision of both the GNSS system and KASS system by comparing them. KASS is also compared with Japan's Multi-functional Satellite Augmentation System (MSAS), which is available in Korea. The final objective of this work is to validate the usefulness of KASS correction navigation in the South Korean operational environment.